Brain:默认模式网络在创造性思维中的因果作用

2024-09-22 xiongjy MedSci原创

默认模式网络(DMN)在发散性思维中起到关键作用,尤其在替代用途任务中,电刺激DMN显著减少了创造性反应的原始性,而对意识漂移任务没有显著影响。

默认模式网络(DMN)作为一种关键的功能性脑网络,广泛参与高水平的认知功能,如记忆、联想思维、意识漂移和创造性思维。然而,关于DMN与创造性思维的联系,大部分证据来自功能成像研究,而直接的因果证据较少。本研究旨在通过脑电图和电刺激实验,探索DMN在创造性思维及意识漂移中的因果作用,特别关注DMN内不同频段的神经动力学变化及其在创造性思维中的作用。

本研究包含13名接受颅内电极(SEEG)监测的患者,分析了他们在两项任务中的脑电活动:一项是要求发散性思维的替代用途任务(AUT),另一项是意识漂移任务。研究主要分析了DMN内低频段(θ波,4-7 Hz)和高频段(γ波,30-70 Hz)的振荡动力学,以捕捉局部网络活动及跨网络的交互作用。此外,研究还通过直接电刺激DMN区域,探讨了DMN对发散性思维的因果影响。

在两个任务中,研究发现DMN的θ波功率在刺激期比反应期更高,而γ波功率则相反,在反应期更为显著。这表明在不同的认知任务中,DMN的频率活动模式存在显著差异。在意识漂移任务中,反应期的DMN活动更为集中,θ波的激活主要来自DMN的背内侧部分,而γ波则主要集中在颞外侧部分。在替代用途任务中,DMN与其他网络的交互作用更强,这可能解释了不同任务对DMN的不同要求。此外,在直接电刺激实验中,研究发现,电刺激DMN区域会降低替代用途任务中的创造性反应,但对意识漂移任务没有显著影响。

图1:Bartoli 等人的研究结果示意图和尚待解决的问题

本研究通过SEEG记录和电刺激实验,提供了DMN在创造性思维中的因果作用的直接证据。研究表明,DMN在发散性思维中起到了关键作用,尤其是在替代用途任务中,DMN的活动模式与创造性思维的原始性紧密相关。然而,DMN在意识漂移和发散性思维中的作用机制可能有所不同,特别是在任务期间,DMN的不同子网络可能在内部思维和外部反应生成中起到了专门的作用。这些发现为未来的创造性思维研究提供了新的方向,特别是在理解DMN与其他脑网络的交互过程中,如何影响高阶认知功能。

原始出处:

Alizée Lopez-Persem, Emmanuel Mandonnet, Emmanuelle Volle. Inside out: the neural basis of spontaneous and creative thinking. *Brain*. 2024. https://doi.org/10.1093/brain/awae294

作者:xiongjy



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